教授他偏頭痛之暴龍它跌倒了~~

作曲:周杰倫，作詞:席克費雪

教授：喔喔喔喔～～你這個理論，有夠難懂，來人啊～把他給我直接當掉啦！

學生：教授～教授～教授～～～

教授他偏頭痛　教授他偏頭痛　說暴龍它很重　衝衝衝　衝衝衝　衝衝

暴龍它前肢小　暴龍它尾巴搖　那重心被掏空　跑快了　超速三十　卻跌一跤

緊挨著燈座　這十年苦思無人能懂　春夏秋冬

無奈這夜晚寒風卻穿透了屏風　吹幾頁古生物學我淡定思考

演化先搞懂地球歷史才能夠通　分類的科目綱屬種乃是基本功

繁華的生物時代更迭來去匆匆　突變的內容　演進的從容　滅絕的寬容　這些都該懂

我是個大學生　過學測考進來　卻一直狀況外　被報告所擊敗

那教授很搞怪　問暴龍站起來　暴龍它身手壞　跌倒難站起來

教授他偏頭痛　教授他偏頭痛　說暴龍它很重　衝衝衝　衝衝衝　衝衝

暴龍它前肢小　暴龍它尾巴搖　那重心被掏空　跑快了　超速三十　卻跌一跤

教授～教授～教授～～～～～～

我要交報告　免不了學而時習之的　上網亂抄

暴龍的生老病死其實也不單調　談器官功用我的理論給力重要

再感謝各位鄉親還有父父老　提供我資訊網路消息讓我知曉

演化我讀了各種論文篇篇重要　我說想不到　你說早知道　我說很難笑　你說你知道

還好有研究生　說暴龍我明白　它前肢向內彎　沒辦法向外開

它尾巴很厲害　要伸長沒阻礙　那暴龍站起來　靠尾巴平衡快  教授他偏頭痛　教授他偏頭痛　說暴龍它很重　衝衝衝　衝衝衝　衝衝

暴龍它前肢小　暴龍它尾巴搖　那重心被掏空　跑快了　超速三十　卻跌一跤

衝衝衝衝衝衝　這暴龍他不靠譜　跑起來一陣風　它跌倒一鞠躬（躬）

衝衝衝衝衝衝　這暴龍他不靠譜　跑起來一陣風　它跌倒一鞠躬　它跌倒一鞠躬

    後記: 這是一個古生物學上有意思的爭論，因為發現的暴龍(T-Rex)化石，前肢都非常小，因此大家爭辯暴龍可能無法僅靠著後肢，用時速30公里以上的速度行走，因為走太快了可能會失去平衡而跌倒站不起來。這個前肢的功能為何，便成為大家研究與推論的重點。Bruce Rothschild博士在1998年發表的文章指出，很多與暴龍一樣前肢都很短的的異特龍(Allosaurus)化石，有14件化石顯示肋骨的部分有斷裂後癒合的痕跡，顯示異特龍可能曾經因為衝太快而遭受仆街(或是犁田)的嚴重傷害。因此James Farlow博士等人提出一個假設，比異特龍要大的暴龍，可能無法用30公里/每小時以上的速度行動，因為超過這個速度，暴龍很可能會跌倒而造成嚴重難以復原的傷害，而且一旦跌倒很有可能再也站不起來。

    當然，也有人持不同看法，例如佛羅里達大學的Gregory M. Erickson博士就說明，暴龍的尾巴是既重且大，他觀察與恐龍接近的禽鳥類，發現禽鳥類也是僅靠後肢便可站立，禽鳥類可以藉著翅膀與尾巴的肌肉力量，改變重心平衡而站立，因此暴龍跌倒了再站起來並不是問題。不過費雪還是有一個疑問:多數的鳥類都是站著或蹲著睡覺的，那體重重達6噸以上的暴龍，站那麼久，不會”腳麻”嗎?套句台灣流行的廣告，萬一有天敵來了，會不會暴龍只能說:我哪是不願意走，腳麻了是要怎樣走~~~~~~~

 

   

台灣地質聊齋:1782福爾摩沙-南海大海嘯的存在謎團

大家都知道，台灣所處的東亞一帶是地震以及海嘯的多發區。幾年前南亞大海嘯以及日本311海嘯的發生，特別是在有現場影像的真實記錄下，讓大家對於海嘯恐怖的破壞力有了更深一層的認知。

圖一、日本311大海嘯

 

在台灣的歷史上，也有過海嘯的紀錄，例如台灣採訪錄中就記載:"鳳港西里有加藤港(佳冬港)，……。乾隆四十六年四、五月間，時甚晴霽，忽海水暴吼如雷，巨湧排空，水漲數十丈，近村人居被淹，皆攀援而上至尾，自分必死。不數刻，水暴退，人在竹上搖曳呼救，有強力者一躍至地，兼救他人互相引援而下，間有牧地甚廣及附近田園溝壑，悉是魚鰕，撥刺跳躍，十里內村民提籃挈筒，往爭取焉。"。又在1867年，基隆、金山一帶發生強烈地震，也造成海嘯，根據記載與後來的訪談調查，海嘯之浪高約有6-7公尺。(這件事記載在淡水廳志: 「（同治六年）冬十一月，地大震。......二十三日，雞籠頭、金包里沿海，山傾地裂，海水暴漲，屋宇傾壞，溺數百人。」。)，基隆港內的船隻先因為海水退去而擱淺，再因為。海水忽然的漲回而被推入市街或沉沒。

圖二、清朝時期台灣地圖

 

另外，台灣的附近，在琉球群島南端最接近台灣的的八重山群島(石垣島、西表島及與那國島等)，曾經在乾隆三十六年(西元1771年)發生歷史上記載的最大海嘯，跟據後來日本的研究，這次海嘯的浪高有人認為超過80公尺，不過後來經過琉球大學研究，認為應該是18公尺。此次海嘯並造成石垣島與宮古島各有8,439與2,548人喪生。當時琉球國為清朝的朝貢國，使用清朝年號紀年，因此在琉球稱為乾隆大海嘯（乾隆大津波）。據琉球國的史書《球陽》記載，當日辰時琉球國中部至久米島、慶良間島、宮古島、八重山群島發生地震，退潮時海水猛騰，像潮漲一樣。宮古島更在一刻之間騰湧三次，騰湧的海水高三丈五尺至十二、三丈不等。

 

圖三、下地島的海嘯石

 

這樣看來，台灣及華南地區最近四百年所發生的海嘯災害，多半是由於地震造成，而這些被記載入歷史內的海嘯事件，就時間上與影響範圍應該是就沒有疑問了吧?但其實不然，費雪看了很多專家所引用的資料，除了前面所舉的文獻記載例子之外，在近代台灣地區發生的海嘯災害，還有一個發生在西元1782年，也就是乾隆四十七年四到五月間發生在台灣的海嘯(又被稱之為福爾摩沙-南海海嘯)，奇怪的是引用出處是來自於一個翻譯來的俄文地震年鑒(Soloviev and Go, 1974)，其中有這樣的描述:” （原俄文譯為英文，由吳祚任、阮芳香譯為中文） 「1782年5月22日（或云1682年12月？）台灣（台南）發生強烈地震並造成嚴重災情，海嘯隨之而來，並以東西向方式攻擊海岸地區。『幾乎全島』超過120公里被海嘯所淹沒。地震和海嘯歷時8小時。該島的三大都市和二十多個村莊先是被地震破壞，隨後又為海嘯浸吞。海水退去後，原本是建築物的地方，只剩下一堆瓦礫。幾乎無人生還。40,000多居民喪生。無數船沉沒或被毀。一些原本伸向大海的海角，已被沖刷，形成新的峭壁和海灣，並造成淹水。熱蘭遮堡以及普民遮城堡連同其坐落的山頭均被沖毀」”。

 

圖四、清初"沙鯤漁火圖"中的安平城

 

對於這個紀錄，有些人引用作為台灣遭受巨大海嘯襲擊，造成嚴重傷亡的一項重要根據。但費雪是個天生反骨的人，習慣雞蛋裡挑骨頭，仔細想想，這段敘述卻透露出許多的矛盾不合理。因為清史中對於這個事件根本沒有提到。還有敘述中幾個重點是不對的，像是鄭成功從荷蘭人手中收復台灣(西元1661年)後，將熱蘭遮城與普羅民遮城改稱安平鎮城及承天府，清代稱呼此二處赤嵌城(安平鎮、安平城)以及赤嵌樓。所以當時的記載應該要習用清政府或民間的稱呼，而非一百多年前荷蘭人的稱謂。另外，此二處殘跡目前均可見到，也並未留下任何海嘯破壞的痕跡與歷史記載。更不用說赤嵌樓位於台江內海內側，與安平古堡隔一台江內海相望，海嘯的效應遠較安平古堡要小，也不應一致。看來做這段敘述的人不太了解台灣地理。另外，當時的台灣四縣為台灣縣、諸羅縣、鳳山縣、彰化縣(雍正時設)，縣治分別在今天的台南、嘉義、左營、彰化三地。按上述記載，最大的都市台灣縣、諸羅縣、鳳山縣三縣房舍衙署應該都倒光了，居民也死傷大半，但是隨後在乾隆五十一年發生林爽文之亂可以糾眾數萬，攻下彰化以及鳳山縣，這可令人奇怪了，難道當時重建如此迅速?人口補充這麼快?另外當時台灣的大小縣令、知縣、台灣兵備道等都有名有姓可以查到，也未在史書中提到有人是在此次海嘯中喪生。因此費雪判斷這段紀錄多半是亂掰不正確的。這裏又說有可能是1682年發生的事，此時剛好是施琅攻台前一年，倘若發生這種大事，以當時的狀況，那正在銅山島練兵的施琅等清軍只需要揚帆直接開入台灣島就好了，因為鄭氏王朝的軍力已去了大半，還需要打1683年那場澎湖海戰嗎?因此，這個海嘯事件，多半是假的，又或許是前面講的加藤港海嘯事件(1781年)的以訛傳訛放大版，不過根據台灣採訪錄的訪談，當時只淹死了一個婦人，但放大版卻是40000人，哇~放大了四萬倍~所以原來俄國人也喜歡搞放大決這一套啊~~~。

費雪要說的是，歷史也是人寫的，有很多人習慣引用西方的紀錄，認為當時由於西方人較中國科學，因此記載上應該較為詳實。但事實是當時有一部分的西方人，來東亞是淘金的，因此往往誇大不實的吹噓某些未曾親眼見證過的事情。因此對於紀錄上我們也必須加以多方驗證才行。不是西方的月亮就比較圓。另外，海嘯受地形影響，所以常常發生的範圍較局部，南亞大海嘯與日本311海嘯應該是特例，但屏東加藤港(佳冬港)應該是受地形放大影響，讓海嘯到達約6、7公尺的高度，否則其他地區為何沒有類似紀錄，尤其是當時最繁榮的台灣府城(台南)?

地質粉彩系列:傲慢與偏見的真假大戰

很多人常說：「真的假不了，假的真不了。」，又說：「真金不怕火煉」。所以一般大眾的認為，世上的事物，總是『真的要比假的價值高』。但話說這世界上有些東西，卻是顛覆了我們對真假價值的看法，真的要比假的來的假，假的要比真的來的真。真有這種東西？費雪要說的是，沒錯！而這種東西，就是大多數女士小姐們為之意亂情迷的”寶石”！！！

 

 

圖一、伊莉莎白女王的寶石王冠

先來說說甚麼是”寶石”，根據維基百科的說法：『寶石是被切割、擦潤、拋光的礦物，而作為寶石的礦物，一般顏色鮮艷柔和，光澤和花紋美觀，結構均勻，折光率強，硬度較大，化學成分穩定。』。其實，費雪應該要根據礦物學的原理，將上述說法加上比較嚴謹的定義，一般可以做為寶石的礦物硬度要大於7，也就是相當於石英的硬度，因為石英是地球表面最常見的礦物，空氣中的砂塵中，往往含石英量較高，硬度小於7的話，一下子表面就會磨損有刻痕，自然不能當作永久留存的珠寶飾品。另外寶石應有半透明到透明的透明度，以及較亮的光澤(玻璃、金剛、半金屬到金屬光澤)。也就是中到高度的反射率與折射率，一般反射率大於4%，折射率在1.3以上。由於有較高的透明度，較亮的光澤與反射出來多彩的顏色，自然閃閃發光可以吸引眾人注目。

市面上常見的寶石包括了鑽石(Diamond)、紅寶石(Ruby)、藍寶石(Sapphire)、金綠寶石(Chrysoberyl)、祖母綠(Emerald)、拓帕石(Topaz)、鋯石(Zircon)…等等。網路上關於寶石的中文資訊太多，有興趣的讀者可以自行上網去看看。費雪今天要談的，倒不是這些寶石有多珍貴，而是要點出一個迷思，這個迷思就是：幾乎所有的”寶石”，都可以經由人工合成的，也就是製造出的”假”的寶石。而這些假的寶石，由於是在實驗室中純淨的環境長成的，因此往往比天然的寶石的成分還要純，晶體架構更為對稱。而天然的寶石，也就是”真”的寶石，由於在自然環境下生成，含有較多的雜質及不對稱的晶形。也因此若單純以作為飾品的用途而言，其實”假”的寶石還更具有較佳的光澤、透明度與折射率，而”真”的寶石就未必了。因此，就功能與成分純正而言，合成的寶石恐怕較天然的要更佳。但是，假的寶石，由於供應量大，因此價格上約僅有天然”真”寶石的十分之一以下， 因此，認真要計較的話，這中間的超過十分之九的價差，恐怕就剩下自我虛榮的成分了。

 

圖二、常見的寶石

舉個例子來說，像鑽石(Diamond)，它的化學成分其實跟石墨一樣，都是碳原子組成，一直以來科學家都夢想要從碳或石墨合成高價的鑽石。1879年至1928年間，許多學者進行了鑽石合成的實驗；雖然部分科學家聲稱可以在實驗室中合成鑽石，但後來經過仔細的分析，始終無法根據他們的製程與理論重製鑽石。1940年代，美國、瑞典和蘇聯率先投入鑽石合成研究，到了1951年，奇異公司的史奇奈迪實驗室(Schenectady Laboratories of GE)，開發出可靠的製程，在實驗室中合成鑽石，但當時的技術仍不穩定，而第一個可穩定複製合成鑽石的技術則於約1953年問世。目前所採用的鑽石合成技術，多來自於當時美國、瑞典和蘇聯所開發出來的技術。這些技術大致分為兩類：高溫高壓（High-Pressure High-Temperature，HPHT）法以及化學氣相蒸鍍（Chemical Vapor Deposition，CVD）法。

 

 

圖三、合成鑽石裝置

HPHT方法是用石墨或金剛石粉，或石墨與金剛石粉的混合物為碳源，將它們溶解在鐵鈷鎳合金觸媒中，借高溫超高壓(一般溫度在3000-3500℃以上，壓力在8-10 Gpa以上)反應，使觸媒中溶解的碳進入碳鎢合金製成的高壓腔，在溫度較低的鑽石種晶上沉澱長大，並快速冷卻使之穩定形成鑽石。這種技術，還被用來修補天然鑽石上的裂縫，讓低等的天然鑽石，躍級為高價的鑽石。因此，天然的”真”鑽石也有經過美容的”假”真鑽!! ，一般採用HPHT方法的實驗室，雖然可以合成到約25克拉大小(De Beer的實驗室為研究用途曾經製成過)，但商業生產常僅限於兩種尺寸的鑽石:1克拉(200mg)及1.5克拉(300mg)。

而CVD方法乃使用一種或多種氣體，在一加熱的固體基材上發生化學反應，並鍍上一層固態薄膜。CVD鑽石是以一塊天然鑽裸石為母石，利用高純度甲烷、加上氫、氮等氣體輔助，在微波爐中以高壓(~27kPa)方式，讓甲烷中與鑽石一樣的碳分子不斷累積到鑽石原石上，經過一層層增生，可形成大至10克拉之透明鑽石。這種「長大」的鑽石，品質與天然鑽石幾無二致，肉眼難辨。直到目前，CVD和HPHT鑽石還是合成鑽石的主要製造方法另外，在1990年代晚期，出現第三種鑽石合成技術：爆壓法，即直接以炸藥本身所含之碳元素，經過爆炸，合成奈米尺寸鑽石顆粒。而第四種合成技術，將石墨經由高能超音波”轟炸”處理，也隨後在實驗室中被證實可以合成奈米級鑽石，但現今尚未應用在商業領域。

 

圖四、合成鑽石

合成鑽石由於是人工製造，因此是以克拉為單位計價，目前一克拉的合成鑽石，在市場上大約美金80元(台幣2400元)左右，三克拉的合成鑽石則約240美元(台幣約7200元)。而天然鑽石，一克拉約3000美元(台幣9萬元)以上，三克拉的天然鑽石因為稀有，約要24000美元(台幣72萬元)以上。大顆的合成鑽石，僅約天然鑽石的百分之一的價格!!!!!!套句前面說過的話，這99%的價差，大概就是心理虛榮上的價值囉!!

當然，鑽石商為了維持市場穩定與自身利潤，千方百計設法灌輸消費者一些迷思，例如真假鑽之不同，或是可以用硬度計、折光計等寶石工具就可在店頭快速分辨。這裏費雪要做一下澄清，有些人說的可以快速辨別假鑽，指的是蘇聯鑽(Cubic Zirconia, CZ)，而不是合成鑽石(Synthetic Diamond)。蘇聯鑽指的是人工合成的鋯石(Zircon)，被廣泛用作鑽石的代替品。因為這種人工合成方法是由蘇聯科學家 V. V. Osiko在莫斯科列別捷夫研究所（Lebedev Physical Institute）所改良發明的「顱坩堝」法技術，故此合成鋯石亦被稱為「蘇聯鑽」或是「CZ鑽」。密度頗高，比重為5.6至6.0。其硬度達8.5，雖低於鑽石，但已超過大部份天然寶石。色散指數達0.058至0.066，超過鑽石，因此蘇聯鑽看來比鑽石更為熣燦。價格上比人工合成鑽石更低，約每克拉3元美金(台幣100元)左右。由於蘇聯鑽硬度比鑽石要低，所以用硬度計便可區別與鑽石的不同。但是合成鑽石就是鑽石，具有相同的硬度、折射率與反射率，因此無法用一般的儀器區別與天然鑽石的不同。需要用高倍顯微鏡或電子顯微鏡，就鑽石礦物晶體的生長與雜質來區辨”真”與”假”鑽石。因此，比較有良心的實驗室，往往會在合成的鑽石上打上記號，已標示它是人工合成的。即便如此，還是有些合成鑽石被蒙混過關，放到市場上高價買賣，不久前(2012)年香港與上海的珠寶鑑定協會還發出警訊，有兩批幾可亂真的CVD鑽石被流入市場售賣，要消費者小心。

圖五、蘇聯鑽

既然人工合成的”假”鑽石甚多，而人工合成的又便宜，成分又純，色彩又較美，與其花大錢買到假的真貨，那不如一開始就用低價買真的假貨。反正肉眼與放大鏡都難分別，做為飾品也好、炫耀也好都有一樣的功效。其他的寶石其實都有一樣的現象。費雪套句《紅樓夢》裡的話，「假作真時真亦假，無為有處有還無」，這是《紅樓夢》第五回賈寶玉夢遊太虛幻境時，在一個大石牌坊上看到的一副對聯。而這兩句話的意思是「當我們把假當成真的時候，真實卻像假的一般，而把存在的當成虛無時，真正的存在反而像是虛無一樣」。所以只要有真心，不管是合成的或天然的寶石，都會”一顆永留存的”，太太小姐們何必要計較是”真”或是”假”?

不一般的鑽石冷戰故事

早在所謂的血鑽石開始之前，在冷戰時期，美蘇之間早就開始了一段檯面下不為人之的鑽石戰爭，這是一段有趣的關於鑽石的歷史，各位觀眾暫且聽費雪娓娓道來:

鑽石，礦物名字是金剛石，具有最高的硬度等級10，文獻中大致可以追溯到西元三世紀左右的印度，當時是用來作為宗教以及祭祀藝術等用途。後來在中國，則是因為鑽石硬度高，多將鑽石裝在鐵製器械的前端，用來作為挖掘的工具。所以鑽石最早並不是人們炫富裝飾用途，而是被人們用來作為工業的用途。但是到了在非洲慶柏利(Kimberly)發現鑽石後，在壟斷的財團操作之下，鑽石逐漸變成了貴婦手上或脖子上的珍貴蒐藏品。不過，鑽石在工業界，仍然是一種很重要的研磨材料，是精密工業與軍事工業很重要的原物料。

 

圖一、慶柏利岩以及鑽石

 一直到上世紀的中葉約1960年代，由於尚未發展出製造合成鑽石的技術，因此非洲的慶柏利岩(Kimberlite)鑽石礦，一直是很重要的鑽石來源。甚麼是慶柏利岩?這是一種含鉀的鹼性火山岩，通常岩漿的來源可以深達約120~200公里深的地函裏，(請記得地球的外殼，也就是我們的腳底下還有一層約5~50公里厚的地殼。)，岩漿順著噴發管(pipe)噴出地表，在地表形成如火星坑洞般，直徑可達約1公里以上之噴發火山口，這種含鹼的岩漿常形成大量石榴子石(Garnet)礦物，偶而含有大量的碳與揮發性物質，會在噴發過程中形成鑽石，因此要找鑽石，先要找慶柏利岩，而要找慶柏利岩，石榴子石是一項重要的礦物指標。慶柏利岩的噴發年代，在地質年代上約從14億年前一直到5千萬年前均有。但是大量的慶柏利岩噴發，則是發現大約在7千萬到1億4千萬年前，也就是約在白堊紀(Cretaceous)。 有意思的是，這個期間也就是恐龍生存繁盛的年代，大型恐龍從侏儸紀(Jurassic)開始出現，在白堊紀種類與數目達到巔峰，白堊紀的結束就是恐龍大滅絕的時間，所以恐龍繁盛生存的環境，會不會與慶柏利岩大量噴發有關?因為慶柏利岩大量噴發形成，供應大量的碳，不僅形成鑽石，也釋放二氧化碳到大氣而造成溫濕環境，所以說恐龍繁盛與慶柏利岩是同一原因形成的，恐怕也不為過啦!!!!

 

圖二、慶柏利岩的生成機制

 回到主題，在1960年代之前，全世界的鑽石供應，約有90%以上控制在一家公司的手裏，就是大名鼎鼎的戴比爾斯珠寶(De Beers)，De Beers最有名的就是創造出”鑽石恆久遠，一顆永流傳”的口號的公司。由於是壟斷，所以過去鑽石的售價只漲不跌。De Beers這家公司，在二次世界大戰後，為了要控制在非洲的礦場，因此選擇與歐美大國合作，介入非洲國家軍事與政治的援助與干涉，以換取礦場的控制權。冷戰一開始，De Beers當然站在歐美一邊，對蘇聯為首的陣營進行鑽石禁運，當然De Beers也有自己的盤算，也希望蘇聯向De Beers屈服，換取更大的壟斷權。前面說過，在那個沒有合成鑽石的年代，鑽石是一種重要的軍事與精密工業的原物料。因此蘇聯的軍需工業當然受到很大打擊。為了要突破De Beers的禁運，當時蘇聯的獨裁者史達林就找來地質學家們來詢問，地質學家告訴史達林，曾經在1930年代戰前的探勘裏，發現西伯利亞的區域地質，相當類似南非出產慶柏利岩一帶的地質架構。史達林大喜過望，說:「我們國家甚麼都欠，就是地質學家不欠!」。於是馬上下令逮捕學有專精的地質學家，送到西伯利亞去找鑽石~~(這應該是身為地質學家最悲哀的一日)。很多優秀的蘇聯地質學家，便在1947年後被陸續送到西伯利亞找鑽石(有一部蘇聯影片在描述這個故事，叫”A letter never sent”(1960)，應該是第一部以地質學家為主題的電影)。

圖三、”A letter never sent”宣傳海報

到了1953年，一位年輕的蘇聯女地質學者Larissa Popugaieva在列寧格勒(聖彼得堡)的實驗室中分析一塊來自西伯利亞雅庫夏(Yakutia)的礦石，發現其中含有高濃度的石榴子石，由於石榴子石是鑽石的指標礦石，因此她馬上通知在雅庫夏的同事，並加入在雅庫夏的探勘隊到發掘礦石的地方尋找，結果雖然找到鑽石礦，但是蘊藏量卻太少而只能放棄大規模開採。雖然沒有經濟價值的鑽石礦在此次探勘行動被發現，但是卻確立了西伯利亞存在鑽石礦的推論。

不久之後，在1955年，另一位年輕的地質學家，Yuri Khabardin，便在另一次的野外勘察中，發現了驚人的鑽石礦藏。當時這位年輕地質學家與同事們沿著西伯利亞畢雅(Vilyul)河岸，找尋石榴子石的蹤跡，找到一個鑽到地下的狐狸洞，他分析洞裏取得的土壤，發現其中夾雜大量的鑽石。於是他很高興的按照先前約定的發現鑽石礦的密語，用無線電傳回給他的上司”我現在正在抽和平的煙管(pipe of peace)”，這個礦自此以後就用這句密語命名，叫作Mirny(或簡寫作Mir,俄語意思為和平之意)。

圖四、 位於西伯利亞的Mir鑽石礦

一開始蘇聯將這個礦出產的鑽石全部充作工業原料之用，但是隨著開礦規模逐漸增加，蘇聯發現了為數可觀的寶石級鑽石，因此西伯利亞的鑽石礦在1960年代後，成為賺取西方鈔票的主要出口物資之ㄧ。諷刺的是，這些鑽石多數是賣給De Beers。對De Beers而言，西伯利亞鑽石一直是該公司一直無法理解的謎團，因為根據De Beers的公司一世紀下來的經驗估計，一般慶柏利岩鑽石礦，會在在開礦後數年達到生產高峰，然後維持幾年後產量快速下降。但是西伯利亞鑽石礦似乎打破這個規律，產量在整個1960年代間一直維持在高峰。由於蘇聯大量售賣這些高品質鑽石到市場上，造成De Beers只能應生生將這些鑽石買下，以免破壞鑽石在市場上的價值，也因此造成該公司財務上的損失。

當然，到了今天，我們已能在實驗室中合成人造鑽石，所以鑽石在也不是一種稀有品(但是諸如De Beers這些珠寶公司還是會致力於告訴消費者”天然的尚好”，以便炒作價值)。實驗室中合成的技術是在1953年以後被發現，並開始工業生產。現在工業上的研磨材料大多來自合成鑽石，雖然合成鑽石以現有的技術不能長很大(2000年中研院在美國的毛河光院士曾經聲稱在實驗室中合成10克拉鑽石而轟動世界並申請專利，但自此以後卻無聲無息，也是地質界的一大謎團。)，但是合成鑽石要比天然鑽石純度高。所以以後小姐們不要以為戴個很大克拉的鑽戒就是貴婦，因為可能是費雪同行們合成的喔，價錢嗎，可能就~~~~~

 圖五、跟天然鑽石分不出來的合成鑽石

地質粉彩系列:來自礦石原料的粉底彩妝

由於接連許多期末報告以及投稿文章修改的緣故，使得部落格又荒廢了一小陣子。趕快上來補一補。上次費雪說到彩妝，今天就接著下來講粉底好了。粉底(Foundation)，顧名思義是妝容的基礎，最常見的是粉狀質地的粉底，因為塗在臉上顯得輕柔自然，是女士日常化妝的最佳選擇。一般有粉底液、粉餅裝與散粉裝三種。進行化妝時，女士們通常要先在臉上打一層粉底，因此粉底可以說是女人妝容的基礎。上次說到近代化妝的習慣風俗，是來自英國維多利亞時代。但是現代的粉底產品的濫觴，是來自於德國萊比錫劇院的卡爾.鮑定(Carl Baudin)，為了遮住演員假髮與前額之間的接合處，因此研發了由赭石、氧化鋅、豬油所組成的近似膚色的貼合劑，塗在上述的部位。這個貼合劑在演員間受到大力歡迎，因此鮑定就開始商業生產這種早期的粉底出售。這種油膩的配方成為劇院演員的標準配備，一直到1914年，蜜斯佛陀(Max Factor)研發出以海棉沾黏撲在臉上的粉餅(Pan-cake)產品為止。

當然，粉底不管經過多少時間的演進，他的組成不外乎幾個部分:基底、顏料、添加物(含香料與其他)。基底是用以沾黏在皮膚上的基質與介面物質，可以是油蠟性、水性、粉末與矽膠性物質所組成。油性的基底，早期如鮑定所用的是動物性油脂，但是部分動物性油脂會有味道，因此後期大多數用的是來自石油提煉裂解，無色無味的礦物油或凡士林做為取代品。(所以彩妝產品的價格，也因此與石油開採及提煉息息相關，甚至隨著油價的波動而變化!所以女士們在使用油性產品化妝時，不妨想想自己是將數千萬年以前的微生物，經過地體埋藏成油作用的中間產品，提煉後塗抹在臉上~~~哈哈~)。

而粉狀的基底，則多半是以滑石(Talc)粉所組成，由於質輕、又易攜帶。加上塗布遮瑕的效果良好，不會有像油性產品造成太多不自然的反光。因此在蜜斯佛陀研發出來後，到了1940年代，已成為女性彩妝的主流產品。滑石是一種天然礦物，是層狀含水鎂矽酸鹽類礦物的一種，無色至淡綠色，半透明，有珍珠光澤。由於質軟光滑，具有很強的滑膩感，故稱為滑石。多發生在火成岩和低級變質的岩石中，如橄欖石、輝石、和角閃石等變化而來，常與白雲石、綠泥石、蛇紋石等礦物共生。台灣也產滑石，多產在蛇紋岩上盤或底盤，花蓮豐田一帶滑石常在黑色片岩中產出，所以有興趣的人或許可以研發本土的天然彩妝原料喔。

 

圖一、滑石

至於粉底的顏色，則來自於顏料色素的調配。有些標榜天然的無機顏料來源的，則來自像是赭石(Ochre)一類的礦物。赭石主要組成是赤鐵礦(Hematite) ，一般呈腎狀、葡萄狀、豆狀、魚子狀、土狀等集合體。結晶者呈鐵黑色或鋼灰色；土狀或粉末狀者，呈鮮紅色。但條痕(礦物粉末)都呈櫻桃紅色。赭石可以入藥，是一種中藥材，但根據研究有些天然的赭石中含砷量頗高，因此不宜大量食用。赭石的粉末因為呈現櫻桃紅色，因此往往被拿來作為天然紅色顏料使用。另外如青金石(Lapis lazuli)，是一種不透明或半透明的藍色、藍紫色或藍綠色的半寶石。青金石屬架狀結構矽酸鹽中的方鈉石族礦物，主要產於阿富汗等地。青金石末呈海青藍(Ultramarine blue)，為一種昂貴的天然礦石材料。另外像是石綠，來自於前一篇所述的孔雀石，也是構成天然的礦物顏料之一種組成。

 

圖二、赭石

 

 

圖三、青金石

至於粉底中的添加物可就多了。有時粉狀粉底會加入高嶺土(Kaolinite，一種黏土礦物)和二氧化鈦：使粉底具有較強遮蓋力，並且可以消除滑石粉的閃光。有時還會加入來自碳酸岩的方解石(碳酸鈣)和白雲石(碳酸鎂)等礦物：可吸收皮膚表面的汗液和油脂，也有消除滑石粉閃光的作用，這類產品是屬於吸油性的粉底。當然，為了讓上述不同成分溶解在一起，在製作時還會加入石油提煉的石蠟或礦物油些許，以溶製成塊狀。粉底中添加氧化鋅(ZnO)，可反射陽光中的紫外線（UVR），阻隔肌膚吸收，作為防曬劑。天然的氧化鋅礦物稱為紅鋅礦，主要產在美國紐澤西州Flanklin地區之接觸變質的鋅礦床中，其它地區的產量很少。也因此主要粉底中添加的氧化鋅是來自於其他含鋅礦物，例如閃鋅礦(ZnS，Sphalerite)，經由化學提煉再製合成，閃鋅礦常與方鉛礦(Galena)密切共生在熱液礦床中，台灣北部金瓜石與武丹坑金礦床中常發現閃鋅礦與方鉛礦共生。另外有時也會於粉底中添加二氧化鈦(TiO2)，天然的二氧化鈦礦物稱之為金紅石(Rutile)，是一種高溫生成的礦物，常見於含普通角閃石的火成岩中，如花崗岩或偉晶岩。有時也會出現在片岩或片麻岩中，由於二氧化鈦對於紫外線吸收力強，因此添加了二氧化鈦礦物使得礦物彩妝具備了天然防曬功用，不同牌子的隔離係數從15至25不等。有些礦物彩妝中時常可見的氯氧化鉍，自然界中幾乎很難找到，多半以人工合成，它是一種具亮粉光澤的珠光粉體，是提煉銅和鉛的副產物，與天然礦物雲母(mica)一樣，加入到粉底中兩者同樣都可以可以增加亮彩效果。

 

圖四、金紅石

雖然礦物彩妝強調加入的是天然礦物，然而礦物添加物有時也會有不良的副作用。例如雲母(mica)會造成撕裂傷與敏感皮膚發癢，滑石也是一種過敏與致癌物質。氯氧化鉍則會引起皮膚敏感發癢，致生粉刺和皮疹，並堵塞毛孔。因此，女士們還是應該根據自身的皮膚體質，選擇適當的粉底產品使用，最好對於新的產品，應該事先少量或局部先試用一陣子，確定皮膚不會敏感之後使用才是正確的做法。

不太地質的地質名人(一)

今天費雪要從一位現今世界上的地質名人說起。這位先生有點意思，最近才很感性的在全世界媒體前，說有生之年要用爬的來趟台灣地質之旅。說到這裏，我想大家都猜到他是誰了，那就是我們的同行前輩中國國務院總理小溫-溫家寶先生(相當於台灣的行政院院長)。

 

圖一、現在的小溫照片

說到小溫(請原諒我用小溫來自抬身價，因為通常在大陸上，還在線上活躍的就加個”小”字以示親切，今年(2012)中共十八大以後，小溫下崗畢業退休後，大家就要稱他”老溫”了)，我們先了解他的地質經歷一下，小溫1960年考進北京地質學院，也就是現在的中國地質大學的前身。念的是地質礦產系地質測量及找礦專業，研究過河流演育以及相關機制，以及中國北方磷礦的形成機制。1965年畢業後又留校念研究所，專供地質構造以及地質力學。在文化大革命爆發後，基本上中國大陸大學及研究生教育陷入停頓狀態，因此1968年還在北京地質學院讀研究所的小溫，想想反正也沒書好念，要不參加革命鬥鬥欺壓研究生的臭老九教授，要不乾脆下鄉潛心修鍊鑽研地質。費雪認為，因為多數的地質人野外跑久了，心胸多半寬大，因此小溫跟大部分當時的中國地質人一樣選了後者，主動要求前往甘肅工作，並獲得批准。(當然，總要有些冠冕堂皇的理由藉口，上級才會批准啦~~根據小溫的說法，要求去那裡工作並非偶然，當他還在天津南開中學讀書時，甘肅酒泉地區發現了被認為具有長期開採價值的鐵礦床。因此來自全國各地的五萬建設大軍隨後雲集酒泉，開始了酒泉鋼鐵廠的建設。當時媒體關於這一事件的報導令立志地質事業的小溫興奮不已，並由此萌生將來去那裡找礦的念頭……。至於是不是這樣，那只有小溫知，費雪知，地質人知，還有讀我部落格的人知………………)。

 

圖二、年輕時清純可愛的小溫

所以1968年秋天，只讀了一個學年研究所的小溫來到了甘肅，成為酒泉地質調查隊的一員。(武威、張棭、酒泉、敦煌位於祁連山北面與戈壁沙漠之間的河西走廊，古時合稱河西四郡，說來費雪八月時才去過張掖與酒泉，對於河西的邊塞壯闊風景讚嘆不已)。從那時起，小溫跟河西走廊南側的祁連山相伴，開始了長達14年的邊塞生活。地質人跑野外的生活是清苦的、孤獨的，因此另一半也要有相當容忍度，要忍受老公/老婆常常不在家的辛苦。所以在婚姻生活上有些是純內銷，也就是地質人找地質人做伴侶。這在費雪身邊的同學、學長姐、學弟妹間也常見。小溫似乎也是此道中人，在甘肅地質隊工作期間，小溫結識了小他一歲的蘭州姑娘張蓓莉，小張比小溫小一歲，畢業于蘭州大學地質地理系，當時在地質局從事岩礦鑒定。倆人於上個世紀七十年代結婚，婚後育有一對兒女。小溫在地質上，其實基礎工作及貢獻頗多，他完成繪製祁連山山區的地質調查以及地質構造圖幅。到了1981年，由於小溫的地質基礎工作研究紮實，當時已逐步升官到了甘肅省地質局副局長。後來因為中國在1980年代開始改革開放，政策上要提拔官員幹部講求四化(革命化(提拔有前衛思想的官員)、年輕化(提拔年輕的官員)、知識化(提拔有學問有知識的官員)、專業化(提拔苦幹實幹專業勤懇的官員))。因此這樣條件下，小溫自然脫穎而出，很快被提拔到中央的地質礦產部，1983年出任中國地質礦產部副部長，當時年僅41歲。這讓費雪感到震驚與慚愧，同樣跟小溫都是處女座的龜毛人，怎麼小溫在我這年紀，苦幹實幹也超過費雪，升遷速度也超過費雪………哎~~~~~~一言難盡。

後來小溫就在中國的中央政治部門一路升升潛潛，在政治路上逐步升到目前的位置。但是，若要說小溫是中華地質界第一人當到這麼大的官，那倒也未必。在中華民國在大陸的時代，翁文灝先生就當過中華民國行憲後的第一任行政院院長。翁文灝先生出身紳商家庭，1902年13歲時就通過鄉試中秀才。後來到歐洲留學，1912年在比利時天主教魯汶大學獲地質學博士。同年回到中國，在北洋政府農商部任事，並在地質研究所任講師、主任教授，中國首代地質工作者多出自其門下。翁先生同時也在北京大學、清華大學擔任教授，曾當過清華地質學系主任、兼任代理校長。翁先生曾任北洋政府礦產股長，國民政府農礦部地質調查所長，研究中國各種礦產分佈。撰寫中國礦產志、編成第一張全國地質圖，並對中國煤炭按其化學成分進行分類的學者 ，也首創燕山運動及與之有關的岩漿活動和金屬礦床形成理論，並主導發現及開採中國第一個油田：玉門油田。中國第一個現代地震台監測站是在翁先生的主事下，於1930年在北平西山建立。此外翁文灝對構造地質學、歷史地質學都有研究貢獻。翁文灝是中國地質學會的創會會員之一，亦是中國地理學會第一至十屆會長。

 

 

圖三、翁文灝先生照片

不過費雪覺得翁先生是個地質界的悲劇人物。作了很多的貢獻，幾乎都在地質界裏面。但是卻得不到兩岸地質後輩應有的尊崇。只因為他天真，在國民政府1948-1949年最後在大陸上飄搖的時期，接受老蔣總統的託付攬下被政客、軍人、財閥搞的破爛敗亡的中華民國政府。什麼好處沒撈到，卻撈到被中共列為戰犯。後來又”響應”中共的號召，成為國民黨戰犯中首批響應回到大陸的人士。又被政客軟禁打壓，1971年病逝北京。翁先生除了學術上與對地質界有卓越貢獻外，一個兒子投筆從戎參加飛行員行列，在抗日戰爭中陣亡。一個兒子繼承衣缽，擔任石油工程師，曾在抗日戰爭中主持規劃由印度至中國陸上石油運輸管線，後來卻在文革中被批鬥至死，對翁先生的打擊頗大。直到現在，兩岸地質界有丁文江獎、有馬廷英獎，有李四光地質科學獎，但好像就是沒有翁文灝獎!費雪認為這對一個終身為中國奉獻的前輩(不管你認為是中華民國還是中華人民共和國)，是一個遺憾與不公。

      另外還有一位先生，也應該提一下，那就是當過中華民國遷台後行政院副院長及中央研究院代理院長的朱家驊先生。朱先生是個奇人，對中華民國政治經濟與台灣學術界均有卓越貢獻，我想由於朱先生的行誼很難用三言兩語道盡，因為篇幅問題，就留待下次再介紹囉!!

風水地質學(二):災兇格局-來龍形勢與災兇

前篇提到古人講風水首重尋龍，而傳統風水學所謂的”龍”，費雪的體認是指能夠有一定空間綿延的”山脈”，而風水學裏另指的”脈”，則泛指造成山脈的斷層與分出山脈支脈的主要節理，這些節理斷層以及地質構造中的摺皺，往往決定了”龍”，也就是山脈的走向。而來龍的形勢，一般傳統風水學裏，認為山可以依照方向形狀分為五勢九龍、五勢是按方向劃分的：山脈(龍)北高南低叫做正勢。山脈(龍)作東西向為側勢。山脈(龍)逆河流而上，逐漸高度降低為逆勢。山脈(龍)方向順河流而下，高度逐漸降低稱之為順勢。山脈支脈由主要山脊分出，龍身橫繞回顧主要山脊稱之為回勢。五勢指的是山脈的方向性。方向性與地區季風氣流的方向互動，決定了降雨強度等關係，山勢與季風氣流方向正交垂直的，容易在迎風面有較強的雨勢，特別是在山脈平均高度較高的龍首至龍背部位。因此在此一部位山麓地帶往往易有較大的土石流災害產生。至於九龍，則是指山的形狀勢態，這九龍包括：

(1)回龍，形勢蟠迎曲繞，像是一尾回頭舐尾的龍。會形成回頭舔尾的山脈形狀，就地質上而言，多半與摺皺或是斷層有關(如圖一)，回龍所圍繞的地域，因為接近褶皺的軸部，所以斷層發達，如果這些斷層與摺皺作用發生在比較年輕的地層，易產生淺層地震。因此要注意。

 

圖一、回(頭)龍

(2)出洋龍，形勢蜿蜒，可以跨過江、湖，甚至是洋面，如出海之龍。台灣島東部的海岸山脈，其實在費雪眼中，正是一條不折不扣的出洋龍(圖二)，南側出海連結綠島與蘭嶼，再南接菲律賓。因為海岸山脈是由古老的火山島弧與海洋沉積物為主的山脈，所以向南可以連接到其他尚在海中的火山島嶼(蘭嶼、綠島等)。出洋龍很多跟火成岩是有關係的，如果是仍在活動的年輕火山島弧山脈，要注意的是火山噴發活動以及伴隨之災害，例如霾害、地震、海嘯等。台灣北部的觀音山、大屯、七星山一直到基隆嶼、彭佳嶼、釣魚台列島，也是條出洋小龍。遠古的時代本來可能跟琉球島弧同樣位於板塊隱沒帶上的同一條島弧鍊上，也就是同一條龍脈上，但是由於沖繩海槽的張裂，將這一條遠古的出洋龍硬生生扯開，造成現在的”斷龍”格局。(所以，釣魚台是台灣的啦!!!)
 

 

圖二、海岸山脈的出洋龍   

    至於(3)降龍、(4)生龍、(5)飛龍、(6)臥龍、(7)隱龍等，則暗示了古人觀察侵蝕作用對山脈形勢影響的不同階段。古人說”降龍聳秀，峭峻高危。””生龍拱輔，支節楞層。””飛龍翔集，雙翅拱抱。””臥龍蹲踞，安穩停蓄。””隱龍磅礴，脈理淹延。”費雪認為描述的是山脈的不同侵蝕階段，當岩層因為構造的持續作用快速隆升形成年輕的山脈時，會形成高聳秀麗的山形，也就是降龍，後來山脈水系逐漸發達，在侵蝕作用下，山腳有崩積扇或沖積扇發育，形成生龍、飛龍等兩側山脈坡度較緩的山岳地形。降龍、生龍、飛龍等山形，構造的抬升作用仍然大於侵蝕作用的影響。因此山區河流可以持續下切，形成連串河階，雖然山區的河階地是山區裏適宜人類居住的平坦地形，但也是土石流的好發區域，需要特別注意。如果侵蝕作用的影響大過了抬升作用，風化層會加厚，山腳沖積扇更發達，面積更廣大，山脈基岩的高度降低、範圍變小，因此會有較大的平原地帶，適宜較多的人類居住，因此往往形成都會聚落發展的風水寶地。圖三說明了山脈侵蝕作用與山的形勢的關係。

 

 

圖三、侵蝕對山脈的地貌作用過程

除前述的七種龍外，還有所謂的(8)”騰龍”，騰龍的山形高遠，峻險特寬，常形成如仰天壺井、盛露金盤的地形。費雪認為這種地形反映了石灰岩地區的喀斯特地形，或是冰河地形。由於石灰岩是由碳酸鈣所組成，容易被雨水、地表水與地下水侵蝕，形成溶洞、天坑與矗立的山壁等地形。而冰河地形往往形成同樣直立的山壁、刃嶺與寬廣的冰磧谷，因此形成了騰龍地形。石灰岩區的地下溶洞發達，因此要注意的是地下的溶洞發育過大，會突然崩塌產生地盤下陷，造成財產與生命的損失。
 

 

圖四、喀斯特地形的天坑

最後還有所謂的(9)”領群龍”，附近的山脈(小龍)形勢依隨，稠眾環合。這種山脈有時發育於構造作用非常發達的地區，例如雲南的南邊到越南北邊的紅河-哀牢山一帶。不過此種區域，也可能是構造作用非常發達，淺層地震頻繁之區域，更是要注意的山形。

 

圖五、雲南南邊紅河-哀牢山一帶的領頭龍山脈

所以光看來龍的形勢，其實已經可以告訴我們各個區域可能發生的地質災害類型，因為山脈的各種形勢，是跟侵蝕作用、構造作用與山脈基岩的組成息息相關，所以光體察來龍(山脈)，可以初步告訴我們一些區域內會存在的災兇格局可能類型。